Question

由Fe、Fe₂O₃、CuO组成的混合物溶于220mL，2mol/L的过量盐酸中，产生H₂ 896mL（标况），所得溶液中阳离子只有Fe²⁺和H⁺，残余固体为1.28g，过滤后将滤液稀释为400mL，测得c（H⁺）为0.2mol/L，则原混合物中各组分的质量为：CuO

 

g，Fe₂O₃

 

g，Fe

 

g．

Answer 1

考点：有关混合物反应的计算

专题：

分析：稀释后的滤液中c（H⁺）为0.2mol/L，则Fe完全反应；由于过滤后，滤液中的金属离子只有Fe²⁺，故固体和盐酸反应后的盐只有氯化亚铁，则固体与稀盐酸反应后的溶液是盐酸和氯化亚铁的混合物，不溶物1.28g为Cu，根据稀释后氢离子浓度计算出剩余氯化氢的物质的量，其余的氯离子与亚铁离子构成氯化亚铁，根据氯离子守恒n（FeCl₂）=n（HCl），设混合物中Fe为xmol，Fe₂O₃为ymol，根据Fe元素守恒及转移电子守恒列方程计算解答．

解答： 解：稀释后的滤液中c（H⁺）为0.2mol/L，则氢离子的物质的量为n（H⁺）=0.2mol/L×0.4L=0.08mol，则反应后剩余氯化氢的物质的量为0.08mol，则铁完全反应，
由于过滤后，滤液中的金属离子只有Fe²⁺，故固体和盐酸反应后的盐只有氯化亚铁，则固体与稀盐酸反应后的溶液是盐酸和氯化亚铁的混合物，不溶物1.28g为Cu，根据铜元素守恒可知CuO的物质的量为：

1.28g

64g/mol

=0.02mol；
其余的氯离子与亚铁离子构成氯化亚铁，根据氯离子守恒n（FeCl₂）=

1

2

n（HCl）=

1

2

（2mol/L×0.22L-0.08mol）=0.18mol，
生成氢气的物质的量为：

0.896L

22.4L/mol

=0.04mol，
设混合物中Fe为xmol，Fe₂O₃为ymol，
根据Fe元素守恒：x+2y=0.18，
根据电子转移守恒：2x=2y+0.02×2+0.04×2，
联立方程，解得：x=0.1、y=0.04，
即：原混合物中含有0.02molCuO、0.1molFe、0.04molFe₂O₃，
则氧化铜的质量为：80g/mol×0.02mol=1.6g；氧化铁的质量为：160g/mol×0.0mol=6.4g；铁的质量为：56g/mol×0.1mol=5.6g，
故答案为：1.6；6.4；5.6．

点评：本题考查了有关混合物的计算，题目难度中等，明确发生的反应为解答关键，注意利用原子守恒与电子转移守恒进行解答，试题培养了学生的分析能力及化学计算能力．